2010年11月24日にシーザー・バルデスとのトレードでアリゾナ・ダイヤモンドバックスへ移籍した。12月2日にダイヤモンドバックスと350万ドルの1年契約（2012年・550万ドルのミューチュアル・オプション付き）に合意した。2011年3月30日に左手の骨折で15日間の故障者リスト入りし、5月28日に復帰した。この年は21試合に登板して3勝4敗、防御率4.93だった。チームはディビジョンシリーズに進出したが、ロースター入りすることはできなかった。オフの10月31日にダイヤモンドバックスがミューチュアル・オプションを破棄したため、FAとなった。
相対式ホーム2面2線（138m、6両対応）を持つ地上駅で、橋上駅舎を有している（2階建て、延べ床面積は262m²）。各ホームとの間にエレベーターを1基設置。自由通路は幅4m、長さ33.5m。延べ床面積は708m²。東口・西口にはエレベーター、トイレも設置された。駅舎のデザインはいくつかの候補の中から市民の投票で選ばれた。駅舎外からコンコースへ、またコンコースからホーム上へはエレベーターが設置されており、開業当初から車椅子での利用が可能である。松本駅管理の業務委託駅で、長鉄開発が駅業務を受託しており、自動券売機・簡易Suica改札機・みどりの窓口（営業時間 7：35 - 17：45 ※ただし途中休止時間あり）設置。夕方から朝までは無人となる。なお、乗車証明書発行機は設置されていない。改札口上には「Hirata Station」の緑字が入った赤いアーチが架かっている。
計画当初の段階では「平田新駅」と呼ばれていたが、計画が進むにつれ建設予定地の地籍である大字「芳川平田」（現在は住居表示化され平田西）にちなみ「芳川平田駅」とも呼ばれた。最終的には「平田駅」に決定した。当時の松本市長である有賀正が計画を発表し、建設資金は全額松本市が負担した。
本系列は東横線へ集中投入され、主にデハ3700形2両とクハ3750形1両からなる3両編成を組成した。もっとも、デハ3700形15両に対してクハ3750形は5両のみの存在であったことから、余剰となるデハ3700形5両については3600系の制御車であるクハ3770形など他形式と常時混用された。1952年（昭和27年）に実施された架線電圧の直流1,500 Vへの昇圧に際しては、制御装置の小改造など昇圧対応改造が実施され、昇圧に伴ってTDK-528/9-HM主電動機の定格出力は112.5 kWに向上した。また同年にはデハ3700形・クハ3750形の連結面側妻面に貫通路が新設され、また3両編成を組成した際に編成中間に位置するデハ3700形については運転台側妻面にも貫通路および貫通扉が新設された。終戦後の混乱期に新製された本系列は、戦前製の従来車各形式と比較して各部に欠陥を有し、1954年（昭和29年）には一部の台車の釣り合い梁部に亀裂が発生したため全数を対象に修繕工事が施工され、同時にまた、車体各部の仕上げが粗雑であったこと、さらには本系列の製造に際して使用された鋼材が戦災にて焼損した粗悪なものであったため構体そのものの劣化進行が非常に早かったことから、1961年（昭和36年）よりデハ3450形など戦前製の従来車各形式に先行して車体の更新修繕工事が施工された。更新修繕工事に際しては、全ての窓の上下寸法が幕板方向へ拡大され、デハ3500形・デハ3650形と同一の950 mmとなったほか、窓枠のアルミサッシ化、内装のアルミデコラ化などが施工された。同時にデハ3700形のうち前面非貫通仕様であった車両を対象に貫通路および貫通扉を新設して全車仕様を統一し、またクハ3750形については前面非貫通仕様のまま存置されたものの、前面腰板下部のアンチクライマーが撤去された。その他、デハ3700形の制御装置がCS5から日立製作所製のMMC-H-10G電動カム軸式自動加速制御器に換装され、また並列弱め界磁制御に用いる界磁接触器については本系列が当時5000系（初代）など新型車両の増備に伴って東横線における急行運用より離脱していたことを鑑み撤去された。その後は一部車両の客用扉を小窓タイプのものに交換したほか、在籍最終期にはデハ3709 - デハ3715およびクハ3755を対象に水切り・アンチクライマーの撤去が施工されるなど小変化が見られた。東急時代の運用では、同じくTDK-528/9-HM主電動機を搭載するデハ3800形はもとより、主電動機出力をはじめ、特性にかなり差の大きいデハ3450形やデハ3600形等との混結が常態化した。これは東横線の主力車両として運用された1960年代当時、長編成化に伴う慢性的な車両不足から形式の区別なく共通運用がなされたこと、東横線を撤退した1970年代以後も1両単位での検査入場が行われ、その都度デハ3450形の両運転台仕様車を連結するなどしていたことによる。こうした事象は3000系列に属する全形式に共通するが、特にデハ3700形の場合は15両という半端な両数であることもあって、東急在籍最晩年まで異形式との混結編成で運用された。東急在籍当時の最晩年は目蒲線において運用されたのち、1975年（昭和50年）にデハ3700形3701 - 3708およびクハ3750形3751 - 3754の計12両が、1980年（昭和55年）に残るデハ3700形3709 - 3715およびクハ3750形3755の計8両が、いずれも名古屋鉄道へ譲渡され、1980年（昭和55年）8月25日付のデハ3712・デハ3714・デハ3715の除籍をもって東急3700系は形式消滅した。